sexta-feira, junho 29, 2007

Viajens no Tempo (Parte 1 - O Paradoxo dos Gémeos)


Há várias coisas que me fascinam na Física. Uma delas causa-me alguma comichão há já algum tempo, os Buracos Negros, de que tratei de forma muito superficial no post anterior. Outro tema absolutamente fascinante é o das viagens no tempo. Este tema foi popularizado por H. G. Wells quando escreveu, em 1895, o romance "A Máquina do Tempo".

As tentativas de conciliar a mecânica quântica com a relatividade numa única teoria unificadora assenta em grande mediada nas relações causa efeito das leis físicas. Se as viagens no tempo forem de facto possíveis as novas teorias seriam drasticamente afectadas.

A melhor descrição do tempo vem da teoria da relatividade de Einstein. Antes o tempo era encarado como algo absoluto e imutável. Na sua teoria da relatividade restrita Einstein propôs que o intervalo de tempo medido entre dois eventos depende de como o observador se move, isto é da sua velocidade.

Este fenómeno é conhecido como o "paradoxo dos gémeos". Vamos supor que a Ana e o Manel são gémeos. A Ana embarca numa nave espacial e vai até uma estrela próxima a uma velocidade próxima da da luz e volta à Terra, enquanto o Manel fica em casa. Enquanto que para a Ana a viagem pode durar, digamos, um ano, quando esta volta a casa nota que na Terra passaram 10 anos. O seu irmão é agora nove anos mais velho que ela. Deixaram de ter a mesma idade, apesar do facto de terem nascido no mesmo dia. Este exemplo ilustra um tipo possível de viagens no tempo. A Ana viajou nove anos para o futuro.

Este efeito é conhecido como dilatação do tempo e ocorre sempre que dois observadores se movem um em relação ao outro. Na nossa vida quotidiana não nos apercebemos deste efeito pois este apenas se torna perceptivel quando os movimentos são feitos a velocidades próximas da da luz. Mesmo num foguetão convencional a dilatação do tempo é de apenas alguns nano-segundos. No entanto os relógios atómicos são suficientemente precisos para medirem este efeito e confirmam que de facto o tempo é comprimido pelo movimento. Deste modo as viagens no tempo são um facto provado mesmo que até agora para quantidades de tempo não muito excitantes.
Adaptado de How to Build a Time Machine. Paul Davies, Scientific American Reports, Especial Edition on Astrophysics, Volume 17, Number 1, 2007.
Imagem daqui; Crédito: NASA.

8 comentários:

Ema Pires disse...

Tudo isto é absolutamente fascinante.

daniel disse...

fantastico só é pena não podermos ainda movernos a essa velocidade

Anónimo disse...

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Paradoxo das Gemeas
Por : Jocax

- Numa base espacial duas gemeas saem numa nave uma para esquerda e outra para a direita.
(Com a mesma velocidade absoluta v )

- Na saida , ambas inicialmente paradas, a nave de ambas aceleram por 1 segundo,
e a partir dai, prosseguem em velocidade constante.

- Cada gemea ve sua irma envelhecer mais lentamente, pois ambas
estao em MRU ( movimento retilínio uniforme ) e portanto, durante o MRU, suas naves podem ser consideradas Referenciais Inerciais.

- Depois de viajarem por um longo tempo T ( medido da base ) elas sofrem uma nova aceleracao, POR 1 SEGUNDO ( medido da base)
em sentido contrario para voltarem para a base.

- levam novamente outro tempo T para percorrer a distancia de volta , e ambas continuam vendo suas irmas envelhecerem mais lentamente.

- Finalmente depois do tempo T elas sofrem uma desaceleracao por 1 segundo e param na Base.

- O tempo total de aceleracao foi de 3 segundos (medidos da base )
mas as gemeas ficaram com seus relogios sendo atrasados uma em relacao aa outra por um periodo T (que pode ser de milhares de anos).

- Quando elas se encontram cada uma deveria descontar o tempo de aceleracao mas o atraso T eh muito maior que o tempo de aceleracao
POIS PODE SER VARIAVEL e o tempo de aceleracao eh constante !

- Portanto temos um paradoxo: As gemeas deveriam ver seus relogios marcando tempos diferentes ! Mas a situacao eh simetrica !

- Temos um paradoxo !